DE767265C - Control method for steam boilers with low water content, especially for forced flow or circulation boilers with heat storage - Google Patents

Control method for steam boilers with low water content, especially for forced flow or circulation boilers with heat storage

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DE767265C
DE767265C DEK149423D DEK0149423D DE767265C DE 767265 C DE767265 C DE 767265C DE K149423 D DEK149423 D DE K149423D DE K0149423 D DEK0149423 D DE K0149423D DE 767265 C DE767265 C DE 767265C
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Kraftanlagen AG
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    • F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
    • F22B33/185—Combinations of steam boilers with other apparatus in combination with a steam accumulator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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Description

Regelverfahren für Dampfkessel mit geringem Wasserinhalt, insbesondere für Zwangsdurchlauf- oder Umlaufkessel mit Wärmespeicher Die Erfindung betrifft ein. Regelverfahren für Dampfkessel mit geringem Wasserinhalt, insbesondere für Zwangsdurchlattf- oder Umlaufkessel mixt Wärmespeicher, und besteht darin, daß die. Dampferzeugung im Sinne einer Gleichhaltung des Ladezustandes des Speichers derart geregelt wird, d'aß die Dampferzeugung bei Unterschreitung des gleichzuhaltenden Ladezustandes verstärkt und bei Überschreitung dieses Ladezustandes vermindert wird.Control method for steam boilers with low water content, in particular for forced flow or circulation boiler with heat accumulator The invention relates to a. Control method for steam boilers with low water content, especially for Zwangsdurchlattf- or circulation boiler mixes heat storage, and consists in the fact that the. Steam generation in the sense of keeping the state of charge of the store equal is regulated, d'ass the steam generation when falling below the level to be kept State of charge is amplified and reduced when this state of charge is exceeded.

Durch diese Maßnahme wird eine Überregelung der gegen. Belastungsänderungen sehr empfindlichen Dampfkessel mit geringem Wasserinhalt vermieden.This measure is an overregulation of the against. Load changes very sensitive steam boiler with low water content avoided.

Von den bekannten Wärmespeicheranlagen unterscheidet sich. die Erfindung dadurch, daß bei den bekannten Regelverfahren die Dampferzeugung des Kessels unverändert bleibt, da die Schwankungen dies Dampfbedarfes der Anlage durch den Speicher ausgeglichen werden. Der Ladezustand des Speichers ändert sich daher, ohne daß dadurch die Dampferzeugung des Kessels beeinflußt wird. Nur wenn der Ladezustand des Speichers sich seiner oberen oder unteren Grenze nähert, wird die Dampferzeugung des Kessels vermindert bzw. verstärkt. Im Gegensatz dazu soll nwch der Erfindung der Ladezustand des Speichers durch eine entsprechende Ände- rung dr Dampferzeugtttig gleichbleibend ge- halt°n werden. In den Zeichnungen sind verschiedene Aus- führungsbeispielt der Erfindung dargestellt, und zwar zeit Fig. i eine Gefällespeiclieranlage in -#7'er- binduzig mit einem Durchlaufkessel und einer Kraftmaschine, wobei der Gefällespeicher Dampf aus dem Frisclidampfnetz aufnimmt und an eine Mittel-oder -Niedzrdruckstufe der Kraftmaschine abgibt, Fig. 2 eine Speicheranlage, die parallel zur Frischdanipfleitung geschaltet ist, Fig. 3 einen Verdrängungsspeicher als Heißwasserspeicher. Fig.-f eine Gefällespeicheranlage in Ver- bindung finit einer Vorschaltanlage und Fig. 5 einen Heißwasserspeicher. der z«-i- schen die Vorlaut- und Rücklaufleitung einer lleizungsanlagt geschaltet ist. In Fig. i stsllt 1i einen Durchlaufkessel, 1" den zugehörigen Heißwasservorwärmer und H den zugehörigen L'berliitzer dar. Der in der Kesselanlage erzeugte Dampf wird über die Leitung I_i der Turbine T zugeführt, die tinea DreTistr#@ingztiera`.or G antreibt. Der Kessel ;wird beheizt mit Hilfe der Feue- ruilg F. Die durch die Pumpe P zugeführte Speisewassermenge wirft geregelt durch das Ventil R. Der Speicher S ist über die Leitung L., an Glas Frischdampfnetz und über die Leitung L., an die 2llitteldruclsstufe der Turbine T angeschlossen. In der Leitung I_." ist ein Ventil D. in der Leitung L.' ein Ventil C abgeordnet. Diese beiden Ventile sind gesteuert vam Drehzahlregler der Tur- bine. Geht z. B. bei einer Erhöhung der Be- lastung die Drehzahl zurück, so öffnet das Ventil C, und es strömt Dampf aus dem Speiclr:r in die Turbine. Steigt dagegen die Drehzahl. z. B. bei einer Entlastung der Turbine. so öffnet das Ventil D, und es strömt Dampf aus der Frischdampfleitung in den Speicher. In die Leitungen L., und L3 sind Meßscheihen ali und 11., eingebaut. Strömt Dampf durch die Leitung L.", so spricht die Meßstelle _'tli ai, und schlieiit das Ventil R des Kes#els, wodurch die Dampferzeugung zurückgeht. Strömt dagegen Dampf durch die Leitung L .;, so spricht die Meßstelle 11, an und öffnet das Ventil R. wodurch die Dampferzeugung steigt. Das Regelventil R strebt ein:n Zustand an. bei dem weder die \Ielästelle _lIi noch die ATeßstelle fll@ anspricht. Gleichgewicht -Zwischen Dampferzeugung im Kes<<1 und Dampfbedarf der Turbine hestebt dann. v.ettlt wedi- D@unl@t nach dem Speicher strömt noch Dampf au: dem Speicher entnominen wird.It differs from the known heat storage systems. the invention in that the steam generation of the boiler remains unchanged in the known control method, since the fluctuations in this steam requirement of the system are compensated for by the memory. The state of charge of the storage tank therefore changes without affecting the steam generation of the boiler. Only when the state of charge of the memory is its upper or lower limit approaches, the boiler will generate steam decreased or increased. In contrast for this purpose, according to the invention, the state of charge should be of the memory by a corresponding change constant steam generation stop be. The drawings show various exemplary embodiment of the invention shown, namely time Fig. I a slope storage system in - # 7'er- cohesive with a flow boiler and a Power machine, the gradient storage Absorbs steam from the friscle steam network and to a medium or low pressure stage of the Power machine delivers, Fig. 2 shows a storage system that runs parallel to Frischdanipfleitung is switched, Fig. 3 shows a displacement memory as Hot water tank. Fig.-f a slope storage system in binding finite a ballast and Fig. 5 shows a hot water tank. the z «-i- between the flow and return lines of a is switched on. In Fig. I, 1i is a once-through boiler, 1 "the associated hot water preheater and H represents the associated L'berliitzer. The steam generated in the boiler system supplied to turbine T via line I_i, which drives tinea DreTistr#@ingztiera`.or G. Of the Boiler; is heated with the help of the fire ruilg F. The supplied by the pump P. Feed water volume throws regulated by the Valve R. The memory S is on the Line L., to glass main steam network and over the line L., to the medium pressure stage of the Turbine T connected. On the line I_. " is a valve D. in the line L. ' a Valve C seconded. These two valves are controlled by the speed controller of the tur- bine. Z. B. with an increase in the If the speed is reduced, it opens Valve C , and steam flows out of it Speiclr: r in th e turbine. If, on the other hand, the Rotational speed. z. B. with a discharge of Turbine. so the valve D opens and it flows Steam from the main steam line into the Storage. In lines L., and L3 are Measuring discs ali and 11th, built in. Flows Steam through the line L. ", so speaks the Measuring point _'tli ai, and closes valve R des Kes # els, whereby the steam generation going back. If, on the other hand, steam flows through it the line L.; this is what measuring point 11 speaks, on and opens the valve R. whereby the Steam generation increases. The control valve R strives for a: n state. in which neither the \ Ielästelle _lIi still addresses the ATeßstelle fll @. Equilibrium - between steam generation in the Kes << 1 and the steam requirement of the turbine increases then. v.ettlt wedi- D @ unl @ t after the memory if steam still flows out of the storage tank.

Iti der Frischdampfleitung L1 zur Turbine kann ein von der Drehzahl gesteuertes Ventil E oder eine Ventilgruppe bei Mengenbeaufschlagung der Turbine zur Mengenregelung der Turbine vorgesehen werden. Dieses Ventil kann auch in Abhängigkeit von dem Druck in der Frischdampfleitung Lt gesteuert werden. Bei Drehzahlregelung kann es ini Verhältnis zu den drehzahlgesteuerten \"eiitilen D und C` so abgestimmt werden, daß @s träger anspricht als diese oder daß es nur eingreift z. B. als Schnellschluh bei Überschreitung einer gewollten Höchstdrehzahl. Die Feuerung, d. h. die Brennstoff- und Luftzuitihr wird geändert in Abhängigkeit von der L"berliitztnigstetnperatur, -Nach Fig.2 ist der Speicher parallel zur Frischdampfleitung geschaltet. Die Ventile D und C" in den Leitungen L., und I_.3 werden wieder gesteuert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Turbine. Die Dampferzeugung des Kessels wird Jedoch in diesem Fall geändert in Abhängigkeit von dem Druck im Speicher, und zwar ist vorgesehen, daß in Abhängigkeit von der Druckänderung die Feuerführung, d. 1i. die Luft- und Brennstoffzi:fuhr geändert wird. während das Ventil R zur lZegelung der Heißwassermenge beeinflußt wird nach der Cberhitzungstemperatur. Die Ventile D und C sind nebeneinander angeordnet. Sie können auch in ein @@'echselr,-titil zusammengefalzt werden. Bei dieser _@rt der Eingliederung des Speichers schwankt der Kesseldruck niit dem Speicherdruck. Die Feuerungsregehing spricht an, wenn der Druck im Speicher und damit der Druck in der Kesselanlage von einem gewollten mittleren Solldruck abweicht.Along with the live steam line L1 to the turbine, a valve E controlled by the speed or a valve group can be provided for volume control of the turbine when the turbine is subjected to volume. This valve can also be controlled as a function of the pressure in the main steam line Lt. With speed control it can be adjusted in relation to the speed-controlled elements D and C so that @s responds more slowly than these or that it only intervenes, e.g. as a quick stop when a desired maximum speed is exceeded. The combustion, ie the fuel - and air supply is changed depending on the excess temperature, -According to Fig. 2, the memory is connected in parallel to the main steam line. The valves D and C "in the lines L., and I_.3 are again controlled depending on the speed of the turbine. However, the steam generation of the boiler is changed in this case depending on the pressure in the storage, namely, that depending on the pressure change the fire control, i.e. the air and fuel flow, is changed. while the valve R for regulating the amount of hot water is influenced according to the superheating temperature. The valves D and C are arranged next to one another. They can also be in A @@ 'echselr, -titil can be collapsed. With this _ @ rt of the integration of the storage tank, the boiler pressure fluctuates with the storage tank pressure .

111 Fig. ; ist eine Dampfkraftanlage finit Verdrängungsspeicher dargestellt. Die Regelung bei einer solchen Speicheranlage kann ausschließlich durch ein Ventil 1 bewirkt werden, das wiederum von dem Drehzahlregler der Turbine beeinflußt wird. Bei Entladung des Speichers wird durch die Ptiinpe P1 über die Leitung L , Wasser von unten in den Speicher gedrückt, hei Rufladung durch die L'mwälzpumpe P, über die gleiche Leitung L4 Wasser unten aus dem Slieicher entnommen. Bei einer solchen .Anlage ist deshalb nur eine Meßeinrichtung llT erforderlich. die in dem dargestellten Beispiel wieder auf den Regler R wirkt.111 fig.; a steam power plant is shown finite displacement storage. The regulation of such a storage system can only be done by a valve 1, which in turn is influenced by the speed controller of the turbine. When the storage tank is discharged, water is supplied through Ptiinpe P1 via line L. pressed into the storage tank from below, hot charging by the circulating pump P, via the same line L4 water taken from the bottom of the Slieicher. With such a Only one measuring device IIT is required for the system. those shown in the Example acts on controller R again.

In Fig. ,4 sind zwei Kessel Ki, K3 dargestellt und ein Gefällespeicher parallel zu einer Vorschaltanlage Ti, Gi.In Fig. 4, two boilers Ki, K3 are shown and a gradient storage tank parallel to a ballast Ti, Gi.

Das Speicherladeventil D wird gesteuert in .Abhängigkeit vom Kesseldruck, das Entladewentil C" in .Abhängigkeit von dein Druck im Mitteldrucknetz L, zwischen Vorschaltturbine T1 und Mitteldruckturbine T2. Die Einlaßventile Ei, E2 der Turbinen T1 und T2 werden von der Drehzahl gesteuert. Sie können dabei so. aufeinander abgestimmt werden, daß Ei träger und Bz feinfühliger ist oder daß Ei nur als Grenzregler anspricht.The accumulator loading valve D is controlled depending on the boiler pressure, the unloading valve C "depending on your pressure in the medium pressure network L, between the upstream turbine T1 and the medium-pressure turbine T2. The inlet valves Ei, E2 of the turbines T1 and T2 are controlled by the speed. You can do this like that. be coordinated that the egg is sluggish and the Bz is more sensitive or that the egg only responds as a limit controller.

In Fig. 5 ist eine Heißwasserheizungsanlage dargestellt. Das in denn Heißwasserkessel K erhitzte Wasser wird durch die Pumpe P2 in die Vorlaufleitung L1 gedrückt und gelangt nach Durchströmen des Verbrauchers 1 über die Rücklauf leitung L6 und die Pumpe P1 wieder in dem Kessel K. Der Speicher S ist an die Vorlauf- und Rücklaufleitung angeschlossen. Im oberen Teil das Speichers befindet sich heißes Wasser, im unteren Teil kälteres Rücklaufwasser.In Fig. 5, a hot water heating system is shown. That in then Hot water boiler K heated water is fed into the flow line by the pump P2 L1 is pressed and after flowing through the consumer 1 it reaches the return line L6 and the pump P1 again in the boiler K. The memory S is connected to the flow and Return line connected. In the upper part of the tank there is hot one Water, in the lower part colder return water.

In der Ladeleitung L2 und. in der Entladeleitung L7 des Speichers befindet sich: keine Regelvorrichtung. Der Wasserdurchfluß durch den Kessel K wird mittels Ventil R in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Wassers aus dem Kessel geregelt. Der Kessel K liefert Wasser von gleichbleibenden Temperatur. Reicht die vom Kessel K gelieferte Wassermenge zur Deckung des Heißwasserbedarfs des Verbrauchers I nicht aus, so wird ohne weiteres die fehlende Wassermenge aus dem -Speicher S entnommen. Ist umgekehrt die vom Kessel K gelieferte Wassermenge größer als der Bedarf des Verbrauchers I, so strömt die überschüssige Wassermenge durch die Leitung L2 in den Speicher S. Eine Änderung des Ladezustandes des Speichers S bewirkt eine Wasserströmung in den Anschlußleitungen L2 und L7, Der Speicher wird geladen, wenn durch die Leitung L7 Wasser aus dem Speicher in die Rücklauf leitung strömt, und er wird entladen, wenn umgekehrt Wasser aus der Rücklaufleitung 1.6 durch die Leitung L7 in dem. Speicher S strömt. Die Wasserströmung in der Leitung L7 wird durch: die Meßeinrichtung M2 gemessen, von der aus die Feuerung F des Kessels geregelt wird. Bei einer Entladung des Speichers S, d. h. bei einer Strömung des Wassers in den Speicher wird die Feuerführung verstärkt. Bei einer Ladung des Speichers:, d. h. bei einer Wasserströmung aus dem Speicher S in die Rücklauf leitung L6 wird die Feuerführung vermindert.In the charging line L2 and. in the discharge line L7 of the accumulator is located: no control device. The water flow through the boiler K becomes by means of valve R depending on the outlet temperature of the water from the Regulated boiler. The boiler K supplies water at a constant temperature. Enough the amount of water supplied by boiler K to cover the consumer's hot water needs I is not off, the missing amount of water from the memory S is readily available taken. Conversely, if the amount of water supplied by boiler K is greater than that When consumer I needs, the excess amount of water flows through the line L2 into the memory S. A change in the state of charge of the memory S causes a Water flow in the connecting lines L2 and L7, the storage tank is charged when through line L7 water from the storage tank flows into the return line, and it is discharged when, conversely, water from the return line 1.6 through the line L7 in the. Memory S flows. The water flow in line L7 is through: the Measuring device M2 measured, from which the furnace F of the boiler is controlled. When the accumulator S is discharged, i. H. when the water flows into the Storage is strengthened the fire control. When the memory is charged :, d. H. with a flow of water from the memory S in the return line L6 is the Fire control reduced.

Bei der beschriebenen Anlage ist außerdem die Möglichkeit vorgesehen, daß die Feuerführung willkürlich durch den Erhitzer verändert werden kann, so daß der Heizer in. der Lage ist, unabhängig von der vo,rbaschriebenen selbsttätigen Regelung den Ladezustand des Speichers S zu verändern. Der Ladezustand des Speichers wird durch die Lage der Trennschicht zwischen dem heißen und kalten Wasser gekennzeichnet. Der Heizer ist in der Lage, durch Verstärkung der Feuerung diese Trennschicht im Speicher tiefer zu verlegen, d. h. den Speicher mehr mit heißen Wasser zu füllen. Er kann auch durch Verminderung der Feuerführung die Trennschicht im Speicher weiter nach oben verlegen, d. h. die Füllung mit kaltem Rücklaufwasser vergrößern. Zweckmäßigerweise wird der Heizer darauf achten, daß die, Trennschicht etwa in der Mitte das Speichers sich befindet, so daß die automatische Feuerführung den Speicher sowohl durch Laden als auch durch Entladen in gleicher Weise ausnutzen kann.In the system described, the possibility is also provided that the fire control can be changed arbitrarily by the heater, so that the heater in. is able to operate independently of the previously described automatic Control to change the state of charge of the memory S. The state of charge of the memory is characterized by the position of the separating layer between the hot and cold water. The heater is able to reinforce this separating layer in the furnace To move storage deeper, d. H. fill the tank more with hot water. He can also further the separating layer in the store by reducing the fire control move upwards, d. H. increase the filling with cold return water. Appropriately the heater will make sure that the separating layer is roughly in the middle of the tank is located so that the automatic fire control the memory both by loading as well as by unloading in the same way.

In Fig.6 sind zur Erläuterung der Ausführungen zu Fig. i die Kennlinien der Regler eingetragen.FIG. 6 shows the characteristic curves to explain the explanations relating to FIG the controller entered.

Claims (3)

PATENTANSPRttCHE: i. Regelverfahren für Dampfkessel mit geringem Wasserinhalt, insbesondere für Zwangs.durchlauf- oder Umlaufkessel mit Wärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeugung im Sinne einer Gleichhaltung des Ladezustandes des Speichers derart geregelt wird, daß die Dampferzeugung bei Unterschreitung des gleichzuhaltenden Ladezustandes verstärkt und bei Überschreitung dieses Ladezustandes vermindert wird. PATENT CLAIMS: i. Control method for steam boilers with low water content, especially for forced flow or circulation boilers with heat storage, thereby characterized in that the steam generation in terms of maintaining the state of charge of the memory is regulated in such a way that the steam generation when falling below the level of charge to be maintained is amplified and when this state of charge is exceeded is decreased. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeugung in Abhängigkeit von der dein Speicher zugeführten oder entnommenen Dampf-bzw. Heißwassermenge geregelt wird. 2. The method according to claim i, characterized in that the steam generation depending on the steam or steam supplied or withdrawn from your memory. Amount of hot water is regulated. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserzufuhr in Abhängigkeit von denn mittleren Ladezustand: des Speichers und die Feuerführung in Abhängigkeit vom Dampfdruck des Kessels geregelt wird. .I. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerführung in Abhängigkeit von dem mittleren. Ladezustand des Speichers und die Speisewasserzufuhr in Abhängigkeit vom Dampfdruck des Kessels geregelt wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 334 789, 399 220, 576 o39; schweizerische Patentschrift Nr. 92 252; britische Patentschrift Nr. 218 o44.3. The method according to claim i, characterized in that the feed water supply as a function of the mean state of charge: the memory and the fire control is regulated as a function of the steam pressure of the boiler. .I. Method according to claim i, characterized in that the fire control as a function of the mean. The state of charge of the storage tank and the feed water supply are regulated depending on the steam pressure of the boiler. In order to distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents Nos. 334 789, 399 220, 576 039; Swiss Patent No. 92 252; British Patent No. 218,044.
DEK149423D 1938-02-03 1938-02-03 Control method for steam boilers with low water content, especially for forced flow or circulation boilers with heat storage Expired DE767265C (en)

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